DE4302426A1 - Verfahren zur Positions- und/oder Geschwindigkeitsmessung - Google Patents
Verfahren zur Positions- und/oder GeschwindigkeitsmessungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach
dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1. Dieses Verfahren
findet insbesondere Anwendung bei der Füllstandsgradmessung von
Waggons in Richtungsgleisen.
In diesem Zusammenhang ist die Verwendung von Dopplerradar-
Systemen bekannt, die sowohl berührungslos die Messung der
Geschwindigkeit von Güterwagen gestatten, als auch die freie
Richtungsgleislänge (Füllstandsgrad) durch eine Entfernungs
messung zu ermitteln gestatten (siehe mikrowellen magazin,
Vol. 8, No. 3, 1982, Seiten 277-286).
Ferner ist es zur berührungslosen Geschwindigkeitsmessung von
Güterwagen bekannt, ein optisches System nach dem Ortsfilter
verfahren zu verwenden (siehe ntz, Bd. 35, 1982, Heft 1, Seiten
6-11).
Während das letztere Verfahren nur eine Geschwindigkeitsmessung
gestattet, gestattet das erstgenannte Verfahren auch die
Füllstandsgradmessung durch Radar-Entfernungsmessung, wobei
seine Anwendung jedoch auf gerade Richtungsgleise beschränkt
ist.
Schließlich hat die Erfahrung gezeigt, daß sich bei dieser
Gleisfüllstandsmessung mit Radarverfahren durch die Vielzahl der
auf Güterbahnhöfen vorhandenen Störziele grobe Probleme ergeben.
Reflexionen von Schottersteinen, Schienenköpfen, Masten und von
ferner auf Nachbargleisen stehenden Wagen erzeugen starke Echos,
die sich amplitudenmäßig kaum vom Nutzecho unterscheiden.
Darüber hinaus ist der Einsatz dieses Verfahrens ziemlich
kostenaufwendig.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das mit
geringem Aufwand sowohl die Geschwindigkeit als auch die
Position von eine Signatur erzeugenden Körpern zu ermitteln
gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sowie einer bevorzugten Anwendung des Verfahrens sind den
Unteransprüchen entnehmbar.
Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren im folgenden in einer
Anwendung in einem Rangierbahnhof beschrieben wird, ist dies in
keiner Weise als einschränkend anzusehen. So können beispiels
weise auch die Signaturen von Fahrzeugen auf einer Autobahn
ermittelt werden und es kann durch erneute Signaturermittlung an
einer oder mehreren Autobahnausfahrten ermittelt werden, welche
Fahrzeuge die Autobahn verlassen haben. Weitere Anwendungs
beispiele sind vorstellbar. Unter Signaturen seien hier in
erster Linie Magnetfeldsignaturen verstanden; es kann sich aber
auch um Wärmestrahlungs- oder Geräuschsignatur handeln.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die wesentlichen Elemente in einem Rangierbahnhof;
und
Fig. 2-5 Diagramme einer gemessenen Magnetfeldsignatur,
ihrer rechnerischen Behandlung und der daraus
herleitbaren Aussagen.
Gemäß Fig. 1 ist skizzenhaft die Situation eines Rangierbahn
hofes und seiner wesentlichen Elemente dargestellt, die der
Laufzielbremsung eines Güterwagens und der Füllstandsgradmessung
eines Richtungsgleises dienen.
So wird ein Güterwagen 10 in einem entkuppelten Güterwagen
verband durch eine nicht-dargestellte Rangierlok zu einem
Ablaufberg 12 geschoben, um danach unter gesteuerter Abbremsung
durch wenigstens eine Gleisbremse 14 zu einem neuen Wagenverband
in einem Richtungsgleis 16, 16′, 16′′ zusammengestellt zu werden.
In diesem Zusammenhang ist es bekannt, mittels geeigneter
Sensoren Laufeigenschäften, Länge, Gewicht und Anfangsge
schwindigkeit der abzurollenden Güterwagen zu ermitteln und
diese Werte in einen Stellwerksrechner 18 einzugeben.
Ein Referenz-Magnetfeldsensor 20 ist im Bereich des Ablaufberges
12, d. h. vor der Verzweigung in die Richtungsgleise 16, 16′, 16′′
angeordnet und erfaßt die durch den Güterwagen 10 hervorgerufene
Magnetfeldsignatur, d. h. die Änderung des Erdmagnetfeldes unter
Berücksichtigung der bekannten Länge des Güterwagens. Bei
bekannter Geschwindigkeit des Güterwagens kann die Länge
desselben auch durch Lichtschranken und durch eine Zeitmessung
ermittelt werden. Zu diesem Zweck ist der Stellwerksrechner 18
an einen Gleisrechner 22 angeschlossen, dem über ein Kabel 24
die Signale des Referenz-Magnetfeldsensors 20 zugeführt werden.
In den Richtungsgleisen 16, 16′, 16′′ sind auf den Schwellen in
regelmäßigen Abständen von z. B. 10m mehrere Meß-Magnetfeld
sensoren 26, 26′, 26′′ . . . angeordnet, welche über einen Bus 28
an den Gleisrechner 22 angeschlossen sind. Weitere Busse 28′,
28′′ . . . führen zu den anderen Richtungsgleisen 16′, 16′′ . . . .
Aus dem zuvor beschriebenen Anwendungsbeispiel und dem in Fig. 1
dargestellten Aufbau lädt sich nun das erfindungsgemäße
Verfahren wie folgt anhand der Fig. 2-5 erläutern.
Der Referenz-Magnetfeldsensor 20 mit z. B. die in Fig. 2
dargestellte Signatur verteilt über die Länge des Güterwagens
10, die z. B. im vorliegenden Fall 10m beträgt. Hierbei ist der
Einfachheit halber angenommen, daß die Magnetfeldänderung
einsetzt, wenn der Güterwagen mit seiner Vorderseite den
Magnetfeldsensor überfährt und daß diese Magnetfeldänderung
aussetzt, wenn der Güterwagen mit seiner Rückseite aus dem
Bereich des Magnetfeldsensors gelangt.
Diese Referenz-Magnetfeldsignatur gemäß Fig. 2 wird temporär im
Gleisrechner 22 abgespeichert. Ebenfalls in dem Gleisrechner 22
erfolgt anschließend eine Normierung dieser Referenz-Magnetfeld
signatur auf ihren Maximalwert gemäß Fig. 3 und anschließend
eine Differenzierung gemäß Fig. 4, um die Signale in Bereiche
mit ansteigenden Werten (+) und abfallenden Werten (-) zu
unterteilen.
Mit der auf diese Weise aufbereiteten Referenz-Magnetfeld
signatur ist es nunmehr möglich, durch Vergleich mit bezüglich
desselben Güterwagens 10 aufgenommenen Meß-Magnetfeldsignaturen
im Richtungsgleis 16 eine Aussage über die Geschwindigkeit des
Güterwagens 10 und dessen Position zu gewinnen. Fig. 5 zeigt
zwei Meßkurven, wobei der ausgezeichneten Kurve ganz offensicht
lich eine langsamere Geschwindigkeit als der gestrichelten Kurve
zugeordnet ist. Benötigt man eine Zeit von 5s, um die komplette
Magnetfeldsignatur über der Wagenlänge von 10m aufzunehmen. So
besitzt der Wagen eine Geschwindigkeit von
Die gestrichelte Kurve in Fig. 5 ist demgegenüber gestaucht und
durch Verhältnisbildung der Male 1 und 2 kann man z. B. die
zugehörige Geschwindigkeit wie folgt ermitteln:
In dem Fall, wo die Messung der Signatur keine Änderung mehr
erfährt, liegt ein Stillstand des Güterwagens vor, so daß z. B.
beim Vorliegen des ersten Maximums die Vorderseite des
Güterwagens ungefähr 4m hinter dem zugeordneten Magnetfeldsensor
zum Stillstand gekommen ist.
Man erkennt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wertvolle
Zusatzinformationen gewonnen werden können, die mit den
bekannten Verfahren entweder gar nicht oder nur mit erheblichem
Aufwand gewonnen werden können. Daher kann das erfindungsgemäße
Verfahren entweder anstelle der bekannten Verfahren ausgeübt
werden oder zusätzlich zu diesen angewandt werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Positions- und/oder Geschwindigkeitsmessung von
eine Signatur erzeugenden Körpern mittels Sensoren, ge
kennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Messung der Signatur mit einem ersten Sensor an einem ersten Ort bei gleichzeitiger Messung der Länge des bewegten Körpers;
- b) Messung der Signatur mit wenigstens einem zweiten Sensor an wenigstens einem zweiten Ort; und
- c) Bestimmung der Position und/oder der Geschwindigkeit des die Signatur erzeugenden Körpers durch Vergleich der beiden gemessenen Signaturen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der die Signatur erzeugende Körper ein
ferromagnetischer Körper und der Sensor ein Magnetfeldsensor
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet daß die an dem ersten Ort gewonnene
Magnetfeldsignatur auf Minimal-/Maximalwerte normiert und die
Signatur an den Stellen auftretender Extremwerte bzw.
Wendepunkte unterteilt wird.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur
Laufzielbremsung und Füllstandsgradmessung von Eisenbahn
waggons (10) in Richtungsgleisen (16, 16′, 16′′), wobei die
Eisenbahnwaggons von einem Ablaufberg (12) über gezielter
Abbremsung durch Gleisbremsen (14) kupplungsreif dem
Richtungsgleis zugeführt werden.
5. Anwendung nach Anspruch 4, gekennzeichnet
durch die Anordnung eines Referenz-Magnetfeldsensors
(20) im Bereich des Ablaufberges (12) und durch die Anordnung
mehrerer Meß-Magnetfeldsensoren (26, 26′, 26′′) in vorgegebenem
Abstand im Richtungsgleis (16, 16′, 16′′).
6. Anwendung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der vorgegebene Abstand kürzer als die
Länge eines Eisenbahnwaggons (10) ist.
7. Anwendung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Magnetfeldsensoren (20, 26, 26′, . . . )
an einen Gleisrechner (22) angeschlossen sind.
8. Anwendung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet daß der Gleisrechner (22) an einen
Stellwerksrechner (18) angeschlossen ist, der die Ablaufdaten
eines Eisenbahnwaggons (10) enthält.
Priority Applications (1)
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